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厳しい市場ニーズを満たせ!

「中空軸モータ」の採用で,精度向上とコスト削減は両立可能か?

半導体製造装置メーカーY社(従業員数:約300名)
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Problem
課題・問題

成熟期に入ったとはいえ,スマートフォンやタブレットPCなどの普及により,さらなる成長が見込まれる半導体市場。しかし,日本企業は依然として苦戦を強いられています。市場競争が過酷さを増すなか,技術的優位性の確保や新たなビジネスモデルの構築はもとより,厳しいコスト競争下における生き残りが火急の課題となっています。

特に半導体製造装置に求められる技術面でのハードルが一段と引き上げられ,従来の方法ではこれ以上の効率アップとコストダウンの要求に応えられなくなっています…

ベルト機構が精度面の不安,トラブルのリスクに…

Y社は,各種一般産業用機械から先端分野の半導体製造装置,検査装置などの開発・製造・販売を手掛ける産業機器メーカーです。

同社では,ある半導体製造装置の新モデル開発において,大きな課題に直面していました。というのも,精度向上とコスト削減という市場ニーズに対し,現行モデルでは十分に応えられなかったからです。

この装置では,吸着機構が必要なためボールスプラインの中にエアーを通す必要があり,モータを同一軸線上に配置できませんでした。そのためタイミングベルトを使用していましたが,そのタイミングベルトに課題がありました。ベルト機構はわずかな誤差でテンションが大幅に変化するため,適切なテンションの維持に苦労していたのです。ベルトを締めすぎると負荷が大きくなったり,メカ機構に悪影響を及ぼしたりします。かといって緩めるとベルトが振動し,最悪の場合は外れてしまうケースもあります。さらに,長時間動作による経年変化などにより,精度が劣化しやすいという弱点も。

メリットが大きい「中空軸モータ」を検討,しかし要求を満たす製品は見つからず…

そこで同社はベルト駆動に代わり,「中空軸モータ」の利点に着目します。

「中空軸モータ」は,モータのシャフトが中空になっているので,中空内径にボールスプラインを取り付けることによってタイミングベルトやギアなどの大がかりな伝達機構が必要なくなります。またベルトの弱点から解放されることで,大幅な高精度化・機構の簡素化・省スペース化,およびコストダウンが期待できます。しかし,中空軸モータの選定も簡単にはいきませんでした。当時のようすについて,同社開発部設計チームのH氏はこう語ります。
「モータは性能とコストダウンの要となる部分でしたから,選定には慎重を期しました。しかしながら,Webやカタログでいろいろ情報収集をしても,なかなか要求を満たす製品がなかったのです。」

課題
  • ベルト駆動では精度が低いうえに故障リスクが高い。
  • 「中空軸モータ」を検討するも,なかなか要求を満たす製品がなかった。

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